图像的去噪实现matlab_使用具有全变差正则化的Nesterov优化方法进行胸部X射线图像去噪...

本文提出了一种基于Nesterov优化和全变差正则化的胸部X射线图像去噪方法,通过Anscombe变换处理泊松噪声,转换为高斯噪声进行去噪。实验结果显示,该方法在峰值信噪比和结构相似度上优于其他同类方法,提高了医学图像的诊断质量。

一、论文题目:

    《Chest X-Ray Image Denoising Using Nesterov Optimization Method with Total Variation Regularization》,中文名《使用具有全变差正则化的Nesterov优化方法进行胸部X射线图像去噪》,发表于Elsevier中的 “Procedia Computer Science-计算机科学” 期刊。

二、背景技术:

      X射线影像技术在医学诊断中起重要作用,随着放射技术和计算机技术的不断发展,X射线影像技术向全面数字化方向发展。在X射线影像技术中,降低图像中的泊松噪声可以改善图像质量,提高医学诊断效率。由于泊松噪声是一种信号依赖噪声,目前泊松噪声的有效降噪方法少于高斯噪声的降噪方法。因此,将噪声的泊松分布先转换为高斯分布,则可利用高斯噪声的有效消除方法来消除泊松噪声。Anscombe于1948年提出了一种从泊松分布转到近似高斯分布的非线性变换方法,该方法称作Anscombe变换,它可以对图像进行预处理,即将泊松分布的数据转化为高斯分布的数据,这样可以将较难处理的泊松噪声,利用高斯噪声的降噪方法进行处理。现有技术中,针对泊松噪声的传统降噪算法比较有限,处理过程中还将噪声和图像信息同等对待,而噪声跟图像信息通常相互叠加构成图像。

二、摘要分析

       本文提出了一种基于全变差正则化的胸部X线图像去噪方法,并在Nesterov优化算法上实现。将去噪问题表示为二阶锥规划问题,然后将其转化为极小极大形式下的鞍点问题。对胸部X线图像也进行了Anscombe变换处理,使之适用于所提出的去噪问题。在实验中,我们对Radiopedia数据集的胸部X射线图像进行了测试。采用峰值信噪比和结构相似度对去噪效果进行评价。在图像质量评价指标的基础上,将该方法去噪后的图像质量与其他同类去噪方法进行了比较。实验结果表明,该方法的去噪效果优于其他比较的去噪方法。

       We propose a chest X-Ray image denoising method based on Total variation regularization with implementation on the Nesterov optimization method. The denoising problem is formulated in the form of the second-order cone programming problem and then it is transformed to a saddle point problem under  the min-max form.  The chest  X-Ray  images  are  also processed by the Anscombe 

transform to be appropriate for the formulated denoising problem. In the experiments, we test on chest X-Ray images of the Radiopaedia dataset. Denoising results are evaluated by using the Peak signal-to-noise ratio and the Structure similarity metrics. Based on the image qual

TwIST算法在图像去噪中的应用涉及到迭代收缩/阈值方法,这种算法在处理图像去噪时能够有效地保持图像边缘的清晰度,这主要得益于算法中使用全变差(Total Variation, TV)正则化技术。全变差正则化是一种特殊的非二次正则化项,它能够对图像中的边缘特征进行优化处理,具体而言,全变差正则化有助于区分图像中的平滑区域与边缘区域,使得在的同时能够尽可能地保留边缘信息,减少边缘模糊现象。 参考资源链接:[TwIST算法解析:迭代收缩/阈值方法优化问题中的应用](https://wenku.csdn.net/doc/6yrvpqmnam?spm=1055.2569.3001.10343) 在TwIST算法中,正则化器的使用是关键,它通过在目标函数中引入一个关于图像的非线性项来实现正则化。目标函数通常由两部分组成:一部分是线性观测模型的残差平方和,另一部分是非二次正则化项,而全变差正则化项就是其中一种形式。在每次迭代中,算法会通过求解一个收缩问题和应用一个阈值步骤来逐步更新图像解向量。收缩步骤依赖于当前估计值和观测数据,而阈值步骤则利用阈值函数来进一步优化解向量,这个过程中全变差项帮助算法识别和保留图像中的边缘信息。 实际操作时,全变差正则化项的引入通常会使得目标函数变得非光滑,为了解决这一问题,TwIST算法采用迭代收缩/阈值方法来逼近最优解。这种迭代策略特别适用于处理大规模的凸优化问题,并且通过特定的迭代策略,算法能够在保持图像结构信息的同时,有效地声。 对于想要深入了解TwIST算法及其在图像去噪中应用的读者,推荐参考《TwIST算法解析:迭代收缩/阈值方法优化问题中的应用》。这本书详细介绍了TwIST算法的原理、实现细节以及在多种应用中的表现,特别对全变差正则化图像处理中的作用进行了深入分析。通过这本书的学习,读者不仅可以掌握TwIST算法的核心概念,还能学会如何在实际问题中应用这一技术,达到更优的效果。 参考资源链接:[TwIST算法解析:迭代收缩/阈值方法优化问题中的应用](https://wenku.csdn.net/doc/6yrvpqmnam?spm=1055.2569.3001.10343)
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